(设计)潜在失效模式及后果分析（FMEA）.ppt

1、,潜在失效模式及后果分析,Potential Failure Mode and Effects Analysis (FMEA),确利达顾问有限公司,第三版/2001.7,潜在失效模式及后果分析FMEA,预防为主 减少浪费 持续改进 满足顾客,质量管理观念的核心内容,潜在失效模式及后果分析 FMEA,潜在失效模式及后果分析（FMEA）,极其重要的缺陷预防技术 实现预防为主的重要手段,潜在失效模式及后果分析FMEA,什么是 FMEA,？,潜在失效模式及后果分析FMEA,时间性 FMEA是一個“事前的行為”, 而不是“事後的行為” (To be a “before-the-event” action

2、, not an “after-the-fact” exercise) 事前花时间很好地完成FMEA，能够最容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而最大限度降低時間和金錢的損失,潜在失效模式及后果分析FMEA,协作性： 虽然FMEA的编制责任通常都指派到某个人，但是FMEA的输入应该是小组的努力。 小组成员应由知识丰富的人员组成（如设计、分析/试验、制造、装配、服务、质量及可靠性等方面的有丰富经验的工程师）,潜在失效模式及后果分析FMEA,主观性 即使是看来完全相同的产品/过程，将一个FMEA小组的评分与另一个FMEA小组的评分结果相比较也是不适宜的。,动态性 FMEA是动态文件，应始终反映最

3、新水平以及最近的相关措施。,潜在失效模式及后果分析FMEA,潜在失效模式及后果分析FMEA,（1）新 设计、新 技术或新 过程 （2）对现有设计或过程的更改 （3）现有的设计或过程用于新的环境、 场所或 应用,什么情况下应用 FMEA？,FMEA过程顺序,潜在失效模式及后果分析 FMEA,设计 FMEA （ DFMEA),设计FMEA（DFMEA),设计FMEA 以最嚴密的形式總結了設計一個零部件子系統或系統時一個工程師和設計組的設計思想（包括根据以往的經驗和教訓對可能出現問題的項目的分析） 這种系統化的方法体現了一個工程師在任何設計過程中正常經歷的思維過程并使之規范化文件化,设计FMEA（D

4、FMEA),設計FMEA的作用 有助于對設計要求和設計方案進行客觀評价 有助于對制造和裝配要求的最初設計 提高在設計開發過程中考慮潛在失效模式 及其對系統和产品影響的可能性 為全面有效的設計試驗和開發項目的策划 提供更多的信息,设计FMEA（DFMEA),設計FMEA的作用 根据潛在失效模式對“顧客” 的影響 對其進行排序列表進而建立一套 改進設計和開發試驗的优先控制系統 為推荐和跟蹤降低風險的措施提供 一個公開的討論形式 為將來分析研究現場情況評价設計 的更改及開發更先進的設計提供參考,顾客的定义 设计 FMEA 中 “顾客” 的定义通常是指最终使用者，然而，顾客也是负责整车或更高一层总成设

5、计的工程师/设计组以及负责生产、装配和服务活动的生产/工艺工程师。,设计FMEA（DFMEA),设计FMEA（DFMEA),（1） 在最初的設計FMEA過程中負責設計的工程師应该能夠直接地主動地聯系所有有關部門的代表,设计FMEA（DFMEA),（2）有关部門應包括但不限于裝配制造材料質量服務和供方以及負責更高或更低一层的總成或系统、子系统或部件的設計部門,设计FMEA（DFMEA),（3）FMEA可成為促進有關部門間充分交換意見的催化劑從而提高整個集体协作的工作水平,设计FMEA（DFMEA),（4）任何(內部或外部的)有经验的FMEA推进员来协助小组的工作是非常有益的。,设计FMEA（DF

6、MEA),設計概念形成 之時/之前開始,當設計有變化或 得到其它信息時,设计FMEA（DFMEA),設計FMEA在体現設計意圖的同時還應保証制造或裝配能夠實現設計意圖,對于制造或裝配過程中可能發生的潛在失效模式/其起因/机理當過程FMEA包括了它們的識別影響和控制時則不需包含但也可包含在設計FMEA中,设计FMEA（DFMEA),設計FMEA虽不是靠過程控制來克服設計中潛在的缺陷但却应考慮制造/裝配過程中技術的/人力的限制例如,必要的拔模斜度,表面處理的限制,裝配空間/工具可接近性,鋼材硬度的限制,公差、过程能力、性能,設計FMEA的開發,期望特性的定義越明确就越容易識別潛在的失效模式采取糾正

7、措施,質量功能展開(QFD),車輛要求文件,已知的產品要求,制造/裝配要求,确定顧客需求,从设计意图开始， 列出設計希望做什么及不希望做什么,综合成,期望特性,設計FMEA應從所要分析的系統子系統或零部件的框圖開始,設計FMEA的開發,框圖說明了分析中包括的各項目之間的主要關系并建立了分析的邏輯順序用于FMEA准備工作中的這种框圖的复制件應伴隨FMEA過程,設計FMEA的開發,為了便于將潛在的失效及其后果的分析形成文件已設計出專用表格.,下面介紹這种表格的具体應用所述各項的序號都相應標在表上對應的欄目內完成的設計FMEA表格的示例見附表以及本部分中所見的表格,（局部示意图）,設計FMEA的開發

8、,1） FMEA 編號 填入FMEA文件編號以便查詢,2）系統子系統或零部件的名稱及編號 注明适當的分析級別并填入所分析系統子系統或零部件的名稱編號,設計FMEA的開發,3）設計責任 填入整車厂(OEM)部門和小組如果知道還應包括供方的名稱,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,4）編制者 填入負責FMEA准備工作的工程師的姓名電話和所在的公司的名稱,5）車型年車輛類型 填入將使用和或正被分析的設計所影響的預期的車型年及車輛類型(如果已知的話).,設計FMEA的開發,6) 關鍵日期 填入FMEA初次預定完成的日期該日期不應超過計划的生產設計發布的日期,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,

9、7)FMEA日期 填入編制FMEA原始稿的日期及最新修訂的日期,8) 核心小組 列出被授權确定和或執行任務的責任部門和個人姓名(建議所有參加人員的姓名部門電話地址等都應記錄在一張分發表上).,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,9) 項目功能,設計FMEA的開發,9) 項目功能 填入被分析項目的名稱和編號利用工程圖紙上標明的名稱并指明設計水平在最初發布之前應使用試驗性編號 用盡可能簡明的文字來說明被分析項目要滿足設計意圖的功能包括該系統運行的環境信息(如說明溫度壓力溫度范圍). 如果該項目有多种功能且有不同的失效模式應把所有功能都單獨列出,設計FMEA的開發,9) 項目功能,設計FMEA的

10、開發,10)潛在失效模式,設計FMEA的開發,10)潛在失效模式(续) 所謂潛在失效模式是指系統子系統或零部件有可能未達到或不能实现预期功能的情况它可能是更高一級子系統系統的潛在失效模式的起因也可能是更低一級的零部件潛在失效模式的后果,設計FMEA的開發,10)潛在失效模式(续) 對一個特定項目及其功能列出每一個潛在失效模式前提這种失效可能發生但不是一定發生 建議將以往TGW（運行情況不良）的研究問題、報告以及小組的“頭腦風暴” 的評審作為出發點。,設計FMEA的開發,10)潛在失效模式(续) 只可能在特定的運行環境條件下(如熱冷干燥灰塵等)以及特定的使用條件下(如超過平均里程不平的路段僅在城

11、市行駛等)發生的潛在失效模式也應當考慮,設計FMEA的開發,10)潛在失效模式 典型的失效模式可以是但不限于下列情況：,注應用規范化專業性的技术术語來描述潛在失效模 式而不必与顧客所見的現象一样,裂紋,變形,松動,泄漏,粘結,短路,氧化,斷裂,漂移,設計FMEA的開發,11) 潛在失效后果,設計FMEA的開發,11) 潛在失效后果 潛在失效的后果就是失效模式對系統功能的影響就如顧客感受的一樣,11) 潛在失效后果 要根据顧客可能發現或經歷的情況來描述失效的后果要記住顧客可能是內部的顧客也可能是外部最終的顧客 要清楚地說明該功能是否會影響到安全性或与法規不符,設計FMEA的開發,11) 潛在失效

12、后果 失效的后果必須依据所分析的具体系統子系統或零部件來說明還應記住不同級別系統子系統和零件之間還存在著系統層次上的關系比如一個零件的斷裂可能引起總成的振動從而導致系統運行的中斷這种系統運行的中斷會引起性能下降最終導致顧客的不滿因此就需要小組的努力盡可能預見失效的后果,設計FMEA的開發,11) 潛在失效后果 典型的失效后果可能是但不限于,設計FMEA的開發,噪聲 工作不正常 不良外觀 不穩定 運行中斷 粗糙 不起作用 异味 功能減弱,12）嚴重度(S),設計FMEA的開發,12）嚴重度(S) 嚴重度是一给定的潛在失效模式發生時對零件子系統系統或顧客影響后果的嚴重程度的評价指標嚴重度僅适用于后

13、果要減少失效的嚴重度級別數值只能通過修改設計來實現。 嚴重度的評估分為1到10級。(详见附表2),設計FMEA的開發,推荐的严重度評价准則 小組對評定准則和分發規則應意見一致即使因為個別產品分析對准則作 了修改也應一致。,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,13）級別,13）級別 本欄目可用于對零件子系統或系統的產品特性分級（如關鍵主要重要重點等）, 它們可能需要附加的设计或過程控制 任何需要特殊過程控制的項目應用适當的字母或符號在設計FMEA表格中的 “級別” 欄中注明并應在“建議措施” 欄中記錄 每一個在設計FMEA中有如上標識的項目應在過程FMEA中有特殊的過程控制 产品或特殊特性的

14、标识符合由公司自和规定。,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,14）潛在失效的起因/机理,設計FMEA的開發,14）潛在失效的起因/机理 所謂潛在失效起因是指一個設計薄弱部分的跡象其作用結果就是失效模式在盡可能廣的范圍內列出每個失效模式的所有可以想到的失效起因和/或机理應盡可能簡明扼要完整地將起因/机理列出來使得對相應的起因能采取适當的糾正措施,14）潛在失效的起因/机理(续) 典型的失效起因可包括但不限于下列情況規定的材料不正确設計壽命估計不足應力過大潤滑不足維修保養說明不當環境保護不夠計算錯誤等等。 典型的失效机理可包括但不限于屈服疲勞材料不穩定性蠕變磨損、腐蝕、电移、化学氧化等。,設

15、計FMEA的開發,15）頻度(O),設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,15）頻度(O) 頻度是指某一特定失效起因/机理出現的可能性描述頻度級別數重在其含義而不是具体的數值通過設計更改或设计过程变更來消除或控制一個或更多的失效起因/机理是降低頻度數的唯一途徑,潛在失效起因机理出現頻度的評估分為1到10級在确定這個估計值時需要考慮下列問題 類似零部件或子系統的維修檔案及維修服務經驗如何? 是否為沿用以前使用的零部件或子系統還是与其相似? 相對先前水平的零部件或子系統所作的變化有多顯著 是否与原有水平的零部件有根本不同,設計FMEA的開發,是否是全新的零部件 零部件的用途有無變化 有哪些環境改

16、變 針對該用途是否作了工程分析（如可靠性） 來估計其預期的可比較的頻度數 是否采取了预防性控制措施？,設計FMEA的開發,15）頻度(O) (续) 應運用一致的頻度分級規則以保証連續性所謂的 “設計壽命的可能失效率”是根据零部件子系統或系統設計的壽命過程中預計發生的失效數确定的頻度數的取值与失效率范圍有關但并不反應實際出現的可能性,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,推荐的DFMEA频度(O)評价准則 小組對評定准則和分級規則應意見一致即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致 (详见附表3),設計FMEA的開發,16）現行設計控制,16）現行設計控制 列出預防措施設計确認/驗証(DV)或

17、其它活動這些活動將保証該設計對于所有考慮的失效模式和/或机理來說是充分的現行的控制方法指的是那些已經用于或正在用于相同或相似設計中的那些方法(比如道路試驗設計評審失效/安全设计數學研究台架/試驗室試驗可行性評審樣件試驗和使用試驗等) 小组应一直致力于设计控制的改进，例如，在实验室创立新的系统试验或系统模型运算方法等。,設計FMEA的開發,要考慮两种類型的設計控制/特性： （1）预防：防止起因/机理或失效模式/后果的出現或降低它們出現的几率 （2）探测：在项目投产前，通过分析方法和物理方法，探测出失效的起因/机理或失效模式,設計FMEA的開發,最好的途径是先采用预防控制。假如预防性控制被融入设计

18、意图并成为其一部份，它可能会影响最初的频度定级。探测度的最初级将以探测失效起因/机理或探测失效模式的设计控制为基础。 对于设计控制，DFMEA表中没有两栏，(即单独的预防控制栏和探测控制栏)。最好采用这样的两栏表格。一旦确定了设计控制，应预审它们以决定是否有需要改变的频度数。,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,17）探測度(D),17）探測度(D) 探測度是指在零部件子系統或系統投產之前用第(2)种現行設計控制方法來探測潛在失效起因/机理(設計薄弱部分)的能力的評价指標。 為了取得較低的探測度數值計划的設計控制(如預防确認驗証等活動)需要不斷地改進,設計FMEA的開發,推荐的DFMEA探

19、测度(D)評价准則 小組對評定准則和分級規則應意見一致即使因為個別產品分析對准則作了修改也應一致。,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,18)風險順序數(RPN),18) 風險順序數(RPN) 風險順序數是嚴重度(S)頻度(O)和探測度(D)的乘積見公式 RPN = ( S ) ( O ) ( D ),設計FMEA的開發,風險順序數RPN作為S O D的乘積是對設計風險性的度量 風險順序數應用于對設計中那些擔心的事項進行排序(如用排列圖). RPN 取值在1至1000之間如果風險順序數很高設計人員必須采取糾正措施努力減小該值,設計FMEA的開發,設計FMEA的開發,19）建議措施,19）建議措施 當失效模式按RPN排出次序后應首先對級數最高的和最關鍵的項目采取糾正措施 任何建議措施的目的都是為了依序減小嚴重度频度及探測度三者中的任何一個或所有的數值,設計FMEA的開發,一般实践中，不管其RPN值是多大，当严重度是9或10时，必须予以特别注意，以确保现行的控制和措施针对了这种风险。依次是频度和探测度。 增加設計确認/驗証工作只能減小探測度 通過修改設計來消除或控制一個或多個失效模式的起因/机理才能有效降低頻度 只有